Измерения следовых газов могут улучшить прогнозы углеродного цикла

Новый метод оценки скорости фотосинтеза наземных растений показывает, что спутниковые наблюдения — текущий «золотой стандарт» для количественной оценки поглощения углерода на суше — недооценивают этот важный показатель. Этот результат может повысить точность модельных прогнозов будущих изменений климата. Исследование, описывающее метод, опубликовано в журнале Nature.

Основная причина недооценки, согласно исследованию, кроется в недостаточном охвате наземными данными тропических регионов. Новый метод основан на отслеживании следового газа карбонилсульфида, который попадает в атмосферу из океанов, вулканов и гидротермальных источников. Растения поглощают его параллельно с CO₂, но измерение потоков карбонилсульфида даёт более прямую оценку скорости фотосинтеза (валового первичного продукта, GPP), чем стандартные методы.

Расчёты на основе карбонилсульфида показали, что растения поглощают примерно 160 петаграмм (Pg) углерода в год. Эта оценка значительно выше существующих спутниковых оценок GPP, составляющих около 120–130 Pg углерода в год. «Это означает, что наша оценка намного выше текущего золотого стандарта для глобального GPP, который используется для проверки климатических моделей», — отметила старший автор работы Ин Сун.

Исследователи идентифицировали тропики как ключевую область, требующую больше наземных и спутниковых данных, поскольку спутниковые наблюдения там прерывисты и затруднены облачностью. Кроме того, в новой работе учтён ключевой механизм — мезофилльная диффузия газа внутрь листа к хлоропластам, который ранее игнорировался в моделях. «Без учёта этого процесса мы не можем точно смоделировать потоки карбонилсульфида или глобальный фотосинтез», — подчеркнула Сун.

Новая оценка предполагает, что наземная биосфера обладает большей способностью поглощать CO₂ из атмосферы. «Это существенно изменит будущие климатические прогнозы, если всё остальное останется неизменным», — сказал соавтор Йици Луо. Результаты также могут повлиять на разработку стратегий удаления углекислого газа для смягчения изменения климата.